Linux 服务部署：自签 CA 证书构建 HTTPS 及动态 Web 集成

Linux 服务部署：自签 CA 证书构建 HTTPS 及动态 Web 集成

一、HTTPS基础原理

HTTPS是HTTP协议基于SSL/TLS协议的加密版本，核心差异及握手过程如下：

  1. HTTP与HTTPS对比

    协议传输方式端口核心特点
    HTTP明文传输80无加密，安全性低
    HTTPS数据加密（SSL/TLS）443数据加密、身份验证，安全性高

  2. SSL/TLS握手过程（简化）

    • 客户端（Client）动作：

      第一步ClientHello：发送支持的SSL/TLS版本、加密算法，生成随机数random_c（32字节）。

      第三步ClientKeyExchange：用服务器公钥加密预处理密钥pre_master，发送给服务器。

    • 服务器（Server）动作：

      第二步ServerHello：确定版本和加密算法，生成随机数random_s（32字节）；发送证书（含公钥）。

      第四步用私钥解密pre_master，结合random_c+random_s+pre_master生成会话密钥，用于后续数据加密传输。

在这里插入图片描述

openssl: 命令的选项
-x509 :生成自签名证书格式，专用于创建私有CA
-new ：生成新证书的签署请求
-key ：生成请求时用到的私钥文件路径
-out ：生成后的文件存放路径，如果是自签名操作，将直接生成签署过的证书
-days ：证书有效期 默认是365天

二、CA（证书颁发机构）配置

CA是用于颁发和管理数字证书的机构，私有CA配置步骤如下：

1. 前提准备
  • 在DNS服务器的正向解析文件中添加CA域名解析（如ca.example.com对应IP 192.168.100.10）：
    vim /var/named/example.com.zone
# 添加以下内容
ca      IN      A       192.168.100.10
# 保存退出后重启DNS服务
systemctl restart named
2. CA核心配置文件（/etc/pki/tls/openssl.cnf 中 [CA_default] 段）

查看缺少那些文件没有

# 配置文件关键内容如下
dir             = /etc/pki/CA           # CA根目录
certs           = $dir/certs            # 已颁发证书存储目录
database        = $dir/index.txt        # 证书跟踪数据库
new_certs_dir   = $dir/newcerts         # 新证书临时目录
certificate     = $dir/cacert.pem       # CA根证书路径
serial          = $dir/serial           # 证书序列号文件
private_key     = $dir/private/cakey.pem # CA私钥路径（需保密）
RANDFILE        = $dir/private/.rand    # 指定随机数生成器的种子文件路径
3. 生成CA私钥和自签名证书

  1. 生成CA私钥（权限严格限制，umask 077确保仅root可读写）：

    (umask 077; openssl genrsa -out /etc/pki/CA/private/cakey.pem)

  2. 生成CA自签名证书（-x509指定自签名格式）：

    openssl req -new -x509 -key /etc/pki/CA/private/cakey.pem -out /etc/pki/CA/cacert.pem -days 365
    • openssl req`**：OpenSSL 中用于处理证书请求（CSR）的子命令。
    • -new：生成新的证书请求。

  • -x509：直接生成自签名证书（通常用于根 CA，因为根证书无需其他机构签名）。

    • -key：指定用于签名的私钥路径（这里是 CA 的私钥 cakey.pem）。
    • -out：指定输出的证书文件路径（生成的 CA 根证书 cacert.pem）。
    • -days 365：设置证书有效期为 365 天（1 年）。

    证书信息（DN 字段）填写详情

    证书需要包含标识身份的“可分辨名称（Distinguished Name, DN）”，以下是各字段的输入和含义：

    1. Country Name (2 letter code) [XX]:CN
      • 国家/地区代码（2 个字母），输入 CN 表示“中国”。
    2. State or Province Name (full name) []:HB
      • 省/州名称，输入 HB 通常代表“湖北省”。
    3. Locality Name (eg, city) [Default City]:WH
      • 城市名称，输入 WH 通常代表“武汉市”。
    4. Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:LQ
      • 组织/公司名称，这里填写自定义名称 LQ。
    5. Organizational Unit Name (eg, section) []:linux
      • 部门/单位名称，输入 linux 表示该 CA 属于 Linux 相关部门。
    6. Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:ca.example.com
      • 通用名称（核心字段），通常是 CA 服务器的域名，这里设置为 ca.example.com（符合 CA 服务器的命名规范）。
    7. Email Address []:root@example.com
      • 联系邮箱，填写 root@example.com 作为证书管理员的联系方式。
  1. 创建CA必要文件：
    touch /etc/pki/CA/index.txt  # 证书数据库
echo 01 > /etc/pki/CA/serial  # 初始序列号（从01开始）

三、Web服务器证书申请与签名

Web服务器（如Apache）需向CA申请证书，步骤如下：

1. Web服务器生成私钥和CSR（证书签名请求）

  1. 创建存放证书的目录：

    mkdir /etc/httpd/ssl  # Apache证书目录

  2. 生成Web服务器私钥：

    (umask 077; openssl genrsa -out /etc/httpd/ssl/httpd.key)

  3. 生成CSR文件（需与CA信息匹配，主机名填web.example.com）：

    openssl req -new -key /etc/httpd/ssl/httpd.key -out /etc/httpd/ssl/httpd.csr -days 365
    • DN字段示例：国家（CN）、省份（HB）、城市（WH）、组织（LQ）、部门（linux）、主机名（hrz2.example.com）、邮箱（root@example.com）。
2. CA签名Web证书

  1. Web服务器发送CSR给CA：

    scp /etc/httpd/ssl/httpd.csr root@ca.example.com:/etc/pki/CA/  # 传输CSR

  2. 在主机CA上 对签署请求进行数字签名，并指明所生成的Web证书的存放路径：

    openssl ca -in /etc/pki/CA/httpd.csr -out /etc/pki/CA/httpd.crt -days 365
3. Web服务器获取签名证书
scp root@ca.example.com:/etc/pki/CA/httpd.crt /etc/httpd/ssl/  # 下载签名后的证书

四、Apache部署HTTPS站点

通过mod_ssl模块配置Apache支持HTTPS：

1. 安装mod_ssl
yum -y install mod_ssl  # 安装SSL模块
2. 配置SSL证书路径

修改/etc/httpd/conf.d/ssl.conf，指定证书和私钥路径：

# 编辑配置文件
vim /etc/httpd/conf.d/ssl.conf
# 修改以下两行
SSLCertificateFile /etc/httpd/ssl/httpd.crt  # Web服务器证书
SSLCertificateKeyFile /etc/httpd/ssl/httpd.key  # Web服务器私钥
3. 配置HTTPS虚拟主机

创建/etc/httpd/conf.d/httpd-vhosts.conf，添加虚拟主机配置：

# 编辑虚拟主机配置文件
vim /etc/httpd/conf.d/httpd-vhosts.conf
# 添加以下内容
<VirtualHost 192.168.100.20:443>DocumentRoot "/var/www/html/test"  # 网站根目录ServerName hrz2.example.com  # 绑定域名SSLEngine on  # 启用SSLSSLCertificateFile /etc/httpd/ssl/httpd.crt  # 证书路径SSLCertificateKeyFile /etc/httpd/ssl/httpd.key  # 私钥路径
</VirtualHost>
# 保存退出后重启Apache
systemctl restart httpd
4. 客户端信任CA根证书

  1. 下载CA根证书到客户端：

    scp root@192.168.100.10:/etc/pki/CA/cacert.pem .  # 从CA服务器下载

  2. 导入浏览器（以火狐为例）：
    设置 → 首选项 → 高级 → 证书 → 查看证书 → 导入 → 选择cacert.pem → 勾选“信任使用此CA标识的网站” → 确认。

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

  3. 访问验证：
    浏览器访问 https://hrz2.example.com，显示安全连接。

在这里插入图片描述

五、集成Python动态Web内容

通过mod_wsgi模块部署Python动态内容：

1. 安装依赖
yum -y install httpd mod_wsgi  # 安装Apache和WSGI模块
2. 部署动态内容

  1. 创建存放Python脚本的目录：

    mkdir /var/www/wsgi  # 存放Python脚本
# 将Python动态脚本（如webapp.py）上传至该目录

  2. 配置虚拟主机：
    修改/etc/httpd/conf.d/httpd-vhosts.conf，添加HTTP虚拟主机（80端口）：

    vim /etc/httpd/conf.d/httpd-vhosts.conf
# 添加以下内容
<VirtualHost 192.168.100.20:80>DocumentRoot "/var/www/wsgi"WSGIScriptAlias  /  "/var/www/wsgi/webapp.py"  # 绑定Python脚本ServerName py.example.com  # 动态站点域名
</VirtualHost>
3. DNS解析配置

在DNS服务器添加py.example.com解析：

vim /var/named/example.com.zone
# 添加以下内容
py      IN      A       192.168.100.20  # 解析到Web服务器IP
# 保存退出后重启DNS
systemctl restart named
4. 验证

浏览器访问 http://py.example.com，查看动态内容是否正常加载。

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